Оптичні властивості фарб
600 картин на вашому комп'ютері (альбоми)
Галереї художників у нашій бібліотеці:
Глава 3. Оптичні властивості фарб
Світлотіні в живописі
Сонячне світло складається з семи основних променів, що відрізняються між собою певною довжиною хвилі та місцем у спектрі.
Промені довжиною хвилі від 700 до 400 mµ, діючи на наше око, викликають відчуття одного з кольорів, який ми бачимо у спектрі.
Інфрачервоні промені з довжиною хвилі понад 700 mµ. не діють на наше око, і ми їх не бачимо.
Ультрафіолетові промені, що знаходяться нижче 400 mµ., також невидимі нашим оком.
Якщо на шляху сонячного променя поставити скляну призму, то на білому екрані бачимо спектр, що складається з простих кольорів: червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього та фіолетового.
Крім зазначених семи кольорів спектр складається з безлічі різних відтінків, що знаходяться між смугами цих кольорів і утворюють поступовий перехід від одного кольору до іншого (червоно-жовтогарячого, жовто-жовтогарячого, жовто-зеленого, зелено-блакитного, синьо-блакитного та ін.).
Спектральні кольори є насиченими квітами і найчистішими. З художніх фарб по чистоті тону ультрамарин, кіновар і жовтий хром порівняно вище за інші і в деякій мірі наближаються до спектральних кольорів, більшість же фарб здається блідими, білими, каламутними і слабкими.
Переломлення та віддзеркалення світла в барвистому шарі
При падінні світла поверхню картин частина його відбивається від поверхні і називається відбитим світлом, частина поглинається чи заломлюється, т. е. відхиляється від початкового напрями на відомий кут, і називається заломленим світлом. Світло, падаючи нарівну і гладку поверхню барвистого шару створює відчуття блиску, коли око розташоване на шляху відбитого світла.
При зміні положення картини, тобто зміні кута падіння світла, блиск зникає, і ми добре піднімемо картину. Картини з матовою поверхнею відбивають світло розсіяно, поступово і них ми бачимо відблисків.
Шорстка поверхня своїми западинами і виступами відбиває промені у всіляких напрямах і під різними кутами від кожної частини поверхні, у вигляді дрібних блисків, з яких лише невелика частина потрапляє в око, створюючи відчуття матовості та деякої білястості. Лакомасляні фарби і густо покладений покривний лак надають поверхні картини блиску; надлишок воску та скипидару - матовість.
Як відомо, колірні промені при переході з одного середовища в інше, залежно від їх оптичної щільності, не залишаються прямолінійними, а на кордоні, що розділяє середовище, відхиляються від свого первісного напрямку та заломлюються.
Промені світла, переходячи, наприклад, з повітря у воду, переломлюються по-різному: менше заломлюються червоні промені, більше — фіолетові.
Показник заломлення будь-якого середовища дорівнює відношенню швидкостей світла в повітрі та швидкості в даному середовищі. Так, швидкість світла повітря становить 300000 км/сек., у питній воді близько 230 000 км/сек., отже, чисельно показник, заломлення води дорівнюватиме 300000/230000 =1,3, повітря — 1, олії —1,5.
Ложка у склянці води здається ламаною; скло на повітрі блищить сильніше, ніж під водою, тому що показ гель заломлення скла більше показника повітря. Скляна паличка, поміщена в посудину з кедровим маслом, стає непомітною, внаслідок майже однакового показника заломлення скла та олії.
Кількість відображеного та заломленогосвітла залежить від показників заломлення двох середовищ, що поділяються поверхнею. Колір фарб пояснюється здатністю їх залежно від хімічного складу та фізичної структури поглинати чи відбивати певні промені світла. Якщо показники заломлення двох речовин однакові, то відбиття не буває, за різних показників частина світла відобразиться, а частина переломиться.
Художні фарби складаються з сполучної речовини (олії, смоли та воску) та частинок пігменту. І ті та інші мають різні показники заломлення, тому відображення всередині барвистого шару та колір фарби залежатиме від складу та властивостей цих двох речовин.
Грунт картин буває нейтральний, білий або тонований. Нам вже відомо, що світло, падаючи на поверхню барвистого шару, частково відобразиться, частково переломиться і пройде всередину барвистого шару.
Пройшовши через частинки пігменту, показники заломлення яких відрізняються від показників заломлення сполучної речовини, світло розділиться на відбите і заломлене. Відбите світло при цьому забарвиться і вийде на поверхню, а заломлене пройде всередину барвистого шару, де зустріне частинки пігменту і також відобразиться і переломиться. Таким чином, світло відіб'ється від поверхні картини забарвленим у колір додатковий тому, що поглинається пігментом.
Різноманітність кольорів і відтінків у природі ми бачимо завдяки тому, що предмети мають здатність вибірково поглинати різні кількості падаючого на них світла або вибірково відображати світло.
Будь-яке світло фарби має певні основні властивості: світлоту, колірний тон та насиченість.
Фарби, що відбивають, усі промені, що падають на них у пропорції, в якій вони становлять світло, здаються білими. Якщо частина світла поглинається, а частина відбивається, фарбиздаються сірими. Мінімальна кількість світла відбивають чорні фарби.
Предмети, від яких більше відбивається світла, здаються нам світлішими, менше світла відбивається від темних предметів. Білі пігменти відрізняються між собою кількістю відбитого світла.
Найбіліший колір мають баритові білила.
Баритові білила відбивають 99% світла, цинкові білила - 94%; свинцеві білила - 93%; гіпс - 90%; крейда-84%.
Білі, сірі та чорні кольори відрізняються між собою за світлом, тобто кількістю відбитого світла.
Кольори поділяються на дві групи: ахроматичні та хроматичні.
Ахроматичні не мають кольорового тону, наприклад, білі, сірі та темні; хроматичні мають колірний тон.
Кольори (червоні, помаранчеві, жовті, зелені, блакитні, і т. д.), крім білих, сірих і темних, відображають певну частину променів спектра, переважно однакову з його кольором, тому вони різняться за кольором. Якщо до червоного чи зеленого додати білого чи чорного, то вони будуть світло-червоними та темно-червоними чи світло-зеленими та темно-зеленими.
Кольори, слабо забарвлені майже відрізняються від сірого кольору, навпаки, кольори сильно забарвлені (до яких мало або зовсім не примішано ахроматичного) значно відрізняються від сірого за кольором.
Ступінь відмінності хроматичного кольору від рівного з ним за світлом ахроматичного називається насиченістю.
Колір спектра не містить білого, тому вони найбільш насичені.
Фарби з наповнювачами (бланфіксом, каоліном та ін) і природні пігменти (охри, сієни та ін), що відображають велику кількість променів, близьких за складом до білого, мають неяскравий і білуватий, тобто слабо насичений, тон.
Чим фарба повніше відбиває певні промені, тим колір її буде яскравішим. Будь-яка фарба,змішана з білою, стає блідішою.
Немає таких фарб, які б відображали тільки промінь одного кольору, а решта поглинала. Фарби відображають складове світло з переважанням променя, що визначає його колір, так, наприклад, в ультрамарині таким світлом буде синій, в окисі хрому зелений.
При освітленні барвистого шару частина променів поглинається, деякі промені більші, інші менше. Тому відбите світло забарвиться у колір додатковий тому, що поглинувся фарбою.
Якщо фарба з падаючих неї променів поглинає помаранчеві, а відбиває інші, вона буде пофарбована в блакитний колір, при поглинанні червоного — в зелений, при поглинанні жовтого — в синій.
На простому досвіді ми переконуємося в цьому: якщо на шляху розкладання променів скляною призмою поставити ще призму н переміщати її послідовно вздовж усього спектру, відхиляючи в бік окремі промені спектру, спочатку червоний, помаранчевий, жовтий, жовто-зелений, зелений і блакитно-зелений, то колір суміші променів, що залишилися, буде забарвлений в блакитно-зелений, блакитний, синій, фіолетовий, пурпуровий і червоний.
Змішуючи ці дві складові частини (червоний та зелений, помаранчевий та блакитний тощо), ми знову отримуємо білий колір.
Білий колір можна отримати також змішуючи пару окремих спектральних променів, наприклад, жовтого та синього, помаранчевого та блакитного тощо.
Кольори прості або складні, що дають при оптичному змішуванні білий колір, називаються додатковими кольорами.
До будь-якого кольору можна підібрати інший колір, що дає при оптичному змішуванні, у певних кількісних співвідношеннях ахроматичний колір.
Додатковими основними кольорами будуть:
У колірному колі, що складається з восьми кольорів, додаткові кольори розташовуються один проти одного.
Призмішуванні двох недодаткових кольорів у певних кількісних співвідношеннях виходять кольори проміжні за тоном, наприклад: синій з червоним дає фіолетовий, червоний з помаранчевим - червоно-жовтогарячий, зелений з блакитним - зелено-блакитний і т.д.
Проміжні кольори: фіолетовий, малиновий, червоно-жовтогарячий, жовто-жовтогарячий; жовто-зелений, зелено-блакитний, синьо-блакитний.
Основні та проміжні кольори спектру, ми можемо розташувати по порядку в наступний ряд: